畢業(yè)論文--一種承壓式集熱器快速連接扣件

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　姓 名： XXX 學(xué) 號(hào) XXXXXXXX </p><p>　　學(xué) 院： XXXXXXXXXX </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)： XXXXXXXXXXXX </p><p&

2、gt;　　論文題目: 一種承壓式集熱器快速連接扣件 </p><p><b>　　XXXX年X月X日</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文從承壓式集熱器連接扣件的用途入手，主要講述集熱器連接扣件在平板型太陽(yáng)能共用系統(tǒng)的重要性，及原始連接扣件存在的諸多問(wèn)題，針對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行改

3、進(jìn)，尋找新的連接方法，最后設(shè)計(jì)出了新型的快速連接扣件，解決了問(wèn)題，并獲得了實(shí)用新型專(zhuān)利。主要講述如何在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，連接件的改進(jìn)方法，以及改進(jìn)后產(chǎn)生的效果、各種連接扣件的優(yōu)缺點(diǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：連接扣件； 法蘭片； 螺栓法蘭連接</p><p><b>　　正文</b></p><p><b>　　一、產(chǎn)品需求情況&l

4、t;/b></p><p>　　在太陽(yáng)能共用系統(tǒng)中，兩塊集熱板之間，翼管的連接是太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的一步，也是存在問(wèn)題最多的一個(gè)步驟。最原始的方式是用比翼管大的橡膠管套住兩根翼管，兩邊用抱箍扎緊（如圖1，圖2）。這樣的方法存在很多問(wèn)題：一是橡膠管的老化會(huì)使接頭處漏水使用壽命比較短，兩年就會(huì)老化，抱箍扎得過(guò)緊會(huì)破壞橡膠管導(dǎo)致漏水，扎得過(guò)松也會(huì)導(dǎo)致漏水；二是影響美觀，集熱器的翼管采用的是金屬鋁管，整個(gè)系統(tǒng)

5、都是金屬連接，接頭處用橡膠管連接，看起來(lái)像是很漂亮的系統(tǒng)上添了一個(gè)丑陋的疤痕；三是采用橡膠管連接不能承壓，壓力太大就會(huì)出現(xiàn)漏水，尤其在強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)中漏水很?chē)?yán)重；四是橡膠管的型號(hào)選擇是個(gè)很麻煩的問(wèn)題，直徑比翼管大太多扎緊后效果不好，容易漏水，直徑比翼管大的少，安裝及拆卸很不方便，甚至在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的水泡后無(wú)法拆卸下來(lái)，這就給維修帶來(lái)很大的問(wèn)題，而橡膠管的使用壽命比較短，多則兩年，短則一年就不能再使用，否則就會(huì)漏水。集熱器連接扣件的問(wèn)題在太陽(yáng)

6、能行業(yè)中普遍存在的問(wèn)題，它的應(yīng)用又是如此的廣泛，這是一個(gè)急需我們解決的問(wèn)題。根據(jù)這種情況我們必須盡快尋找新的連接方法。</p><p><b>　　圖1</b></p><p><b>　　圖2</b></p><p><b>　　二、研發(fā)過(guò)程</b></p><p><

7、b>　　（一）研發(fā)一階段</b></p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　根據(jù)上面介紹的情況研發(fā)一種新型的連接方法，為了防止老化，增加使用壽命，以及能夠承壓，新連接方法就不能再采用橡膠連接而應(yīng)該采用金屬連接，在網(wǎng)上查閱大量的資料后，發(fā)現(xiàn)在石油化工設(shè)備和管道連接中應(yīng)用最為廣泛的密封連接形式是螺栓法蘭連接。螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)具

8、有可靠性高，承載能力強(qiáng)的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、化工機(jī)械、核能、國(guó)防等領(lǐng)域的連接結(jié)構(gòu)中。典型的螺栓法蘭連接由螺栓組件，對(duì)接法蘭盤(pán)及墊圈等組成。在載荷作用下，連接結(jié)構(gòu)通過(guò)各組件之間的相互接觸和摩擦傳遞力。</p><p>　　借鑒工業(yè)上的法蘭連接，公司技術(shù)人員開(kāi)始著手設(shè)計(jì)一種承壓式集熱器快速連接件。這種連接件由法蘭片，螺栓，橡膠墊圈組成。接下來(lái)就是選材的問(wèn)題，考慮到螺栓法蘭連接件在集熱器上載荷的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于航空

9、航天、化工機(jī)械上所載荷的壓力，以及便于成型，我們選用的材料是鋁合金。接下來(lái)的工作就是做模具，購(gòu)置沖床。做好法蘭片得模具就開(kāi)始沖壓成型。法蘭片上均勻的分布著三個(gè)光孔，整個(gè)組件由，法蘭片、螺栓、螺帽、墊圈組成（見(jiàn)圖3）。還有很重要的一點(diǎn)，就是使用這種連接扣件，集熱器的翼管邊緣需要用翻邊機(jī)翻邊，這樣才能扣住接連扣件。所以在施工過(guò)程中，就需要把法蘭片套進(jìn)翼管后再用翻邊機(jī)把翼管的邊緣翻邊，以致能夠緊緊卡住法蘭片不會(huì)脫落，在翼管中間放置一片橡膠墊圈

10、，防止漏水。最后在通過(guò)螺栓把兩片法蘭片連接起來(lái)（如圖4）。</p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　圖4</b></p><p><b>　　2.使用情況</b></p><p>　　這種連接扣件在公司做實(shí)驗(yàn)后效果很好，幾乎不存在漏水問(wèn)題，使用壽命

11、也增強(qiáng)了，純金屬連接增強(qiáng)了外觀的美觀。這種連接方式解決了很多以前采用橡膠管連接時(shí)存在的問(wèn)題，一是增加了連接扣件的耐用性不存在老化漏水的問(wèn)題；二是解決了承壓漏水的問(wèn)題；三是改善了外觀的問(wèn)題。四是使用起來(lái)很方便，能夠?qū)崿F(xiàn)快速連接，提高了工作效率。小范圍使用后效果很好，接著就開(kāi)始在工程上大規(guī)模推廣使用。</p><p><b>　　3.優(yōu)缺點(diǎn)</b></p><p>　　使

12、用一段時(shí)間后才發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題又來(lái)了。螺栓法蘭連接件是解決了密封性不好漏水，老化漏水，以及不能承載高負(fù)荷壓力的問(wèn)題，但是使用這種連接扣件必需要施工工程中，把翻邊機(jī)帶到現(xiàn)場(chǎng)，可是現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下使用翻邊機(jī)很不方便，有些工地甚至不具備使用翻邊機(jī)的條件。在使用一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，維修相當(dāng)?shù)穆闊?。大?guī)模生產(chǎn)后有些螺栓法蘭連接扣件在沖壓成型時(shí)誤差過(guò)大，或者沖壓時(shí)工藝不對(duì)，或者時(shí)間長(zhǎng)了模具磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致沖壓出來(lái)的法蘭片質(zhì)量不好，不同心，或者厚薄不一致，以致在高負(fù)

13、荷的條件下使用一段時(shí)間后就出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，出現(xiàn)誤差在加工過(guò)程中是很難避免的，這就需要跟換連接扣件。還有一種情況就是，現(xiàn)場(chǎng)條件不好，或者操作翻邊機(jī)得工作人員技術(shù)不好，會(huì)造成翻出來(lái)的邊緣質(zhì)量不過(guò)關(guān)，時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)造成老化出現(xiàn)漏水，維修的時(shí)候也是很麻煩?？墒且砉芤欢耸欠^(guò)邊的，一端是集熱板，無(wú)法取出要跟換的法蘭片，必須得用鋸子翻出來(lái)的邊緣鋸掉，換上新的法蘭片再進(jìn)行翻邊。這樣不僅相當(dāng)麻煩，跟換次數(shù)多以后，鋸斷的翼管太長(zhǎng)，以致長(zhǎng)度不足帶來(lái)更多的麻煩問(wèn)

14、題。這樣看來(lái)這樣的方法不是萬(wàn)能之策，還存在很多問(wèn)題，還需要改進(jìn)。</p><p><b>　?。ǘ┭邪l(fā)二階段</b></p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　根據(jù)螺栓法蘭連接在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題，公司技術(shù)人員聚集在一起開(kāi)會(huì)討論研究，在仔細(xì)研究過(guò)這種連接扣件后，發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)，那就是法蘭

15、片的連接扣件是死的，要解決根本的問(wèn)題就要讓法蘭片變得靈活，能夠方便拆裝。找到問(wèn)題的關(guān)鍵就好辦了，接下來(lái)的工作就是對(duì)法蘭片進(jìn)行改裝，使其變得靈活便于拆卸。在找到問(wèn)題關(guān)鍵后，對(duì)法蘭片進(jìn)行了改裝，法蘭片組被分成四個(gè)部分，仍然由螺栓來(lái)連接。這種連接扣件雖然能夠方便的拆卸，但是法蘭片與法蘭片間的間隙太大，扣不緊，容易漏水。這是一個(gè)很難解決的問(wèn)題，公司的技術(shù)員陷入了困境。</p><p>　　在一次又一次的實(shí)驗(yàn)，及查閱大量的

16、資料后，在原來(lái)的基礎(chǔ)上增加了一道工序，用沖床在法蘭片的一段折彎一段，這樣就能扣緊了，間隙也減少了。連接扣件由兩個(gè)半圓弧連接扣與螺栓構(gòu)成，連接扣的內(nèi)壁為凹狀“U”形，連接扣的外壁兩端各有一個(gè)連接耳，連接耳上開(kāi)有連接用螺孔，連接用螺孔的軸線與管道軸線互相垂直；組合為一個(gè)連接扣件的兩個(gè)半圓弧連接扣之間存有間隙S;連接扣內(nèi)壁凹狀為“U”形形狀，“U”形形狀的橫截面包括等腰梯形或者圓弧形（如圖5，圖6）。連接扣件的工藝是這樣的，共有兩套模具，一套

17、是半圓弧形的模具，一套是在半圓弧形的模具上均勻布置著三個(gè)通孔。第一步，把鋁合金放置在這套模具上，用沖床沖出半圓弧形的法蘭片；第二步，把沖好的法蘭片放置在均勻布有三個(gè)通孔的模具上沖壓；第三步，用沖床在法蘭片的兩端沖壓使其折彎出一段連接耳。在安裝時(shí)配上螺栓、螺帽、墊圈，可以快速安裝拆卸的連接扣件就完成了。</p><p><b>　　圖5</b></p><p><

18、b>　　圖6</b></p><p><b>　　2.使用情況：</b></p><p>　　新型的集熱器連接扣件在工程上得到了大規(guī)模使用，不存在漏水，及拆卸麻煩等問(wèn)題，提高了安裝拆卸的工作效率，維修的時(shí)候很方便，很快就可以拆卸下來(lái)。如果是橡膠墊壞了，可以換上橡膠墊就行，實(shí)現(xiàn)了零件的反復(fù)利用，節(jié)約了材料。還可以配上一小片墊片的就成為承壓堵頭，而且方便

19、拆裝又不會(huì)漏水。公司申請(qǐng)了實(shí)用新型專(zhuān)利，在太陽(yáng)能行業(yè)中只有我們公司的連接扣件是靈活的，同行業(yè)的其他家的連接扣件都是跟我們公司購(gòu)買(mǎi)?？梢?jiàn)承壓式集熱器的連接問(wèn)題已經(jīng)完全被解決，也得到了大規(guī)模的推廣。</p><p><b>　　3.優(yōu)缺點(diǎn)</b></p><p>　　使用這種連接扣件，可快速連接管道，外形美觀、密封性好、連接牢固、使用起來(lái)非常方便。可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)的拆卸安裝，零

20、件的反復(fù)利用，節(jié)約了材料，降低了成本（如圖7）。這種連接扣件把之前集熱器連接件遇到的所有問(wèn)題都解決了，而且在原來(lái)的基礎(chǔ)上還新發(fā)明了一種用途，可以很方便用來(lái)做管道的堵頭，只需增加一小片堵片。唯一的缺點(diǎn)就是加工過(guò)程中比兩片法蘭片的那種連接件要麻煩一點(diǎn)，因?yàn)樗撬钠ㄌm片連接在一起，還有它對(duì)生產(chǎn)加工的工藝、設(shè)備及人員技術(shù)要求更高。</p><p><b>　　圖6</b></p>&

21、lt;p><b>　　三、結(jié)論</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)這兩次的改進(jìn)，X連接扣件的問(wèn)題完全得到了解決，不僅在承壓的情況下不漏水，而且可以快速連接管道，外形美觀，密封性好，連接牢固，使用起來(lái)非常方便。在公司實(shí)驗(yàn)安裝了幾套，效果很好，在工地上大規(guī)模使用后效果也很好，現(xiàn)在已經(jīng)在大規(guī)模的推廣使用。在本次研究工作中我參與了圖形的設(shè)計(jì)與研究報(bào)告的編寫(xiě)，學(xué)到很多東西，不僅學(xué)到太陽(yáng)能的專(zhuān)業(yè)理論

22、知識(shí)，還參與了實(shí)踐，對(duì)太陽(yáng)能基本原理的理解加深，在作圖方面也學(xué)習(xí)到很多東西。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。?）法蘭連接需要注意的問(wèn)題；作者：鄭曉亞，徐超；工作單位：西北工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院；中國(guó)學(xué)術(shù)期刊；2008年03期</p><p>　?。?）螺栓法蘭連接系統(tǒng)維護(hù)策略研究；作者：張朝衛(wèi)；中國(guó)學(xué)術(shù)期刊；20

23、9年12期</p><p>　?。?）螺栓法蘭連接中螺栓載荷的監(jiān)控技術(shù)；作者：杜培德，蔡仁良；刊名：化工設(shè)備設(shè)計(jì)；2010年09期</p><p>　　（4）Ω環(huán)-螺栓法蘭連接；作者：顧伯勤；工作單位：南京化工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院；刊名：化工設(shè)備設(shè)計(jì)；2007年01期</p><p>　　（5）一種集熱器快速連接扣件；作者：江承衛(wèi)；實(shí)用新型專(zhuān)利期刊</p>